ABSTRACT

In January 11th 1693 an earthquake, commonly reported as thelargest Italian seismic event (Io= X/XI MCS and Mw 7.4 according to CPTI04 reference catalogue), occurred in eastern Sicily, causing morethan 54.000 casualties and totally destruction in the areas embracingthe now adays provinces of Catania, Siracusa and Ragusa. The entire Sicily Ionian coast was hit by a tsunami, with waves up to 8 metreshigh. Several geological sources differing in location, attitude and kinematics have been proposed by different authors for this earthquake: the NNW-SSE Malta Escarpment normal fault located offshore theeastern coast of Sicily, the nearly N-S Scicli strike-slip fault located inthe central Hyblean plateau, the WSW-ENE Scordia-Lentini graben inthe northern Hyblean region, the NW-dipping Ionian subductionplane, and lastly the NNW-dipping Sicilian Basal Thrust across thecentral-eastern Sicily and the Ionian offshore. In this paper, we attempt to discriminate among the above sourcesby applying a forward modelling technique which, starting from givenfault model parameters (strike, dip, length, width, hypocentral locationand magnitude) and reproducing acceleration time history above 1 Hz(the range of frequencies correlated with building damage), calculatesthe data point intensities at the surface. The differences between the observed and calculated macroseismic intensities, expressed as L1norm, are discussed in order to identify the better analytical solutions.The obtained results are strongly dependent from the equivalent magnitude (Mw) attributed to the 1693 event, which in the literatureranges from Mw 6.8 to 8.0. Almost all the analysed fault models fall toreproduce the highest intensity (X/XI MCS) data points of the Hybleanregion, suggesting that this area might have undergone a cumulative damage effects due to an intense foreshock activity (January 9th1693,Mw 6.2, and January 11th1693, morning, Mw 4.3). The portion of the macroseismic field located north of the Gela-Catania thrust front isbetter reproduced by the Malta Escarpment solution (Mw 7.1) and sub-ordinately by the Sicilian Basal Thrust and by the Scordia-Lentinigraben source models. The Hyblean portion of the field is better reproduced by the Ionian Subduction Plane (Mw 8) and subordinately by the Scicli line (Mw 7.4 and 7.1) source models. The entire field is betterreproduced by the Scicli line related sources (Mw 7.1 and 7.4). Regional scale geological and seismotectonic considerations may help to further discriminate among the various sources.

KEYWORDS: seismogenic source, macroseismic intensity, tectonics, 1693 earthquake, Sicily.

RIASSUNTO

Test delle sorgenti sismogenetiche del terremoto del1693 (Io X/XI) in Sicilia: spunti da simulazioni del campomacrosismico

La Sicilia orientale è un’area altamente sismica, colpita nell’ultimo millennio da almeno quattro terremoti (1169, 1542, 1693,1908) con intensità macrosismica Io ≥X MCS. Il terremoto dell’11gennaio 1693, con un’intensità massima stimata di X/XI MCS emomento magnitudo equivalente Mw 7.4 (secondo il WORKINGGROUPCPTI, 2004), ha provocato distruzione completa in moltecittà delle attuali province di Catania, Siracusa e Ragusa e gravidanni fino a Palermo e Messina ed è stato avvertito dalla Calabria aMalta. Dopo il terremoto l’intera costa ionica della Sicilia orientale èstata anche colpita da onde di tsunami con run-upfino a circa 8 metri. Nonostante questo terremoto sia ben conosciuto dal punto di vistastorico, la sorgente sismogenica non è ancora chiaramente definita evari autori hanno proposto modelli di sorgente diversi, anche perchéil campo macrosismico del terremoto è corrotto da un forte foreshock accaduto il 9 gennaio (Io = IX MCS, Mw 6.2). In questo lavoro, cerchiamo di verificare quale fra le strutture tettoniche proposte in letteratura sia la più probabile sorgente delterremoto dell’11 gennaio 1693, applicando una procedura di simulazione del campo macrosismico. Le caratteristiche essenziali della procedura sono: (1) selezione e parametrizzazione del modello difaglia (giacitura e cinematica del piano di faglia con lunghezza lungo l’immersione e lungo la direzione e coordinate ipocentrali); (2) riproduzione della distribuzione temporale dell’accelerazione sopra 1 Hz (range di frequenze correlate al danno degli edifici), applicando il codice FINSIM; (3) confronto puntuale tra intensità macrosismiche osservate e calcolate per ogni modello di sorgente, espresso comenorma L1. Le sorgenti che abbiamo modellate sono: il sistema di faglie dirette della Scarpata di Malta, la faglia trascorrente della linea di Scicli ed il graben di Scordia-Lentini nel plateau Ibleo, il piano discollamento del prisma di accrezione calabro-ionico, ed il Thrust Basale Siciliano nel segmento che attraversa la Sicilia orientale el’offshore ionico. Per ognuna di queste sorgenti abbiamo consideratodimensioni di faglia corrispondenti a tre diversi valori di magnitudo (Mw 6.8, 7.1 e 7.4). La sorgente che meglio riesce ad approssimarel’intero campo è quella relativa alla linea di Scicli (Mw 7.1 e 7.4). Laporzione del campo macrosismico localizzato a nord del sovrascorrimento frontale di Sciacca-Gela-Catania è meglio riprodotta dallas orgente corrispondente alla Scarpata di Malta (Mw 7.1) e subordinatamente dal Graben di Scordia-Lentini e dal Thrust Basale Siciliano. Il campo macrosismico dell’area iblea è meglio riprodotto dalla sorgente corrispondente al piano ionico in subduzione assumendouna Mw 8, o subordinatamente dalla faglia di Scicli con Mw 7.1 e7.4. In realtà, nessuna delle sorgenti modellate riesce a riprodurre ilc ampo macrosimico osservato suggerendo la possibilità di una realtà complessa ed articolata difficilmente riproducibile con una sorgente singola.

TERMINI CHIAVE: sorgenti sismogeniche, intensità macrosismica, tettonica, terremoto del 1693, Sicilia.

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